Question

金属材料同人类文明的发展和社会的进步关系十分密切。

（一）铁的广泛应用

（1）人体缺铁会造成贫血,这里的铁是指_________。（选填序号）

A．单质         B．元素           C．原子

（2）双吸剂的主要成分是铁粉，作用是防潮和防氧化，原理是铁锈蚀，过程中吸收_______。

（3）暖宝宝的主要成分是铁粉、氯化钠等，原理也是铁锈蚀，锈蚀过程中发生__________。

A．剧烈氧化     B．缓慢氧化

（二）铁的冶炼

实验室用工业铁红（主要成分是Fe₂O₃，还含有少量的FeO、Fe₃O₄）模拟工业炼铁并测定铁红中铁元素的质量分数，进行了实验，装置如下：

【资料】1.草酸氢钙是白色固体，化学式为Ca(HC₂O₄)₂，加热易分解,生成四种氧化物

2.NaOH溶液能很好地吸收CO₂，碱石灰能吸收CO₂和H₂O。

3.浓硫酸具有吸水性，是气体干燥剂。

【问题讨论】

（1）实验前应先________________。

（2）写出A中发生的反应化学方程式___________________。

（3）进入E中的气体是纯净、干燥的CO，则C、D中的试剂依次是_______、_______（选填序号）。

a．浓硫酸            b．澄清的石灰水            c. 氢氧化钠溶液

（4）C装置的作用是_________________。

（5）实验结束后，对E装置停止加热，继续通入CO至冷却，其目的是：______________。

（6）写出E装置中Fe₂O₃所发生的反应化学方程式________________。

（7）称取铁红样品7.0 g，用上述装置进行实验，测定铁红中铁元素的质量分数。

实验前后称得F装置增重4.4g，则此铁红中铁元素的质量分数是____________。

【实验反思】

1.本实验中如果缺少G装置（不考虑其它因素），则测得样品中铁的质量分数会_________（填“偏大”、“不变”或“偏小”）。

2.请指出上述实验装置的一个明显缺陷_________________。

Answer

B H2O和O2 B 检查装置的气密性 Ca(HC2O4)2CaO + 2CO2↑+2 CO↑+ H2O b a 检验二氧化碳是否除尽 防止生成的铁被氧化 3CO + Fe2O3高温3CO2+2Fe 77.1％ 偏小 缺少尾气处理装置

【解析】（一）（1）宏观物质的组成，用宏观概念元素来表示；元素是具有相同核电荷数的一类原子的总称，是宏观概念，只讲种类，不讲个数；人体缺少的铁等不能以单质、分子、离子形式存在，是以化合态的形式存在，故是指元素。

（2）铁与氧气、水共同作用会锈蚀；

（3）金属生锈发生了氧化反应，并且反应比较缓慢，属于缓慢氧化；

（二）（1）制取气体之前必须先检查装置的气密性；

（2）草酸氢钙是白色固体，含有钙、氢、氧、氢四种元素，加热易分解，生成四种氧化物，应为氧化钙、水、二氧化碳和一氧化碳；化学方程式为：Ca(HC2O4)2CaO + 2CO2↑+2 CO↑+ H2O；

（3）二氧化碳一般用氢氧化钠溶液吸收，用澄清的石灰水检验，还可以检验二氧化碳是否除尽，一氧化碳可以用浓硫酸干燥；所以C中盛放的是澄清的石灰水，验证二氧化碳是否被除净，D中盛放的是浓硫酸，吸收水分；

（4）C装置是检验二氧化碳是否除尽；

（5）加热之前通入一氧化碳的目的是：将装置中的空气排出，防止发生爆炸；加热之后通入一氧化碳的目的是：防止生成的铁被氧化（或驱赶装置中滞留的二氧化碳，使其全部被F装置中全部吸收，用于计算）；

（6）一氧化碳和氧化铁反应的反应物是一氧化碳和氧化铁写在等号的左边，生成物是铁和二氧化碳写在等号的右边，根据得失氧进行配平，反应条件是高温写在等号的上边，所以方程式是：3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2；

（7）如果全部是氧化铁，铁的最少量是7.0g×70%=4.9g，如果全部是氧化亚铁，铁的最大量是7.0g×77.8%=5.446g；F装置增重4.4g，那么二氧化碳是4.4g，氧元素的质量=4.4g× ×100%=2.3g，因为一个一氧化碳分子只能抢氧化铁中一个氧原子变成二氧化碳，因此2.3g氧元素的质量一半来自于一氧化碳，一半来自于铁的氧化物，那么铁红中氧元素的质量是2.3g÷2=1.6g，则铁红中铁的质量分数=×100%=77.1%；

【实验反思】

1、本实验中如果缺少G装置，空气中的二氧化碳也会被F装置吸收，因此F装置会增重，氧元素的质量偏大，则测得样品中铁的质量分数会偏小；

2、由于一氧化碳有毒，会污染空气，所以实验装置缺少尾气处理装置。

点睛：

氧化反应中有的比较剧烈，例如燃烧。有的比较缓慢，称为缓慢氧化。缓慢氧化只发热不发光。剧烈氧化即燃烧，燃烧通常是指可燃物与氧气发生的剧烈的发光、放热的化学反应。